Чому більш потужні інструменти використовують більш високу напругу?

10

AFAIK, кожен з провідних світових виробників акумуляторних електроінструментів, виробляє декілька "лінійок" бездротових електроінструментів різної напруги. Наприклад, в даний час Bosch виробляє інструменти з літій-іонними акумуляторами з виходами 10,7 В, 14,4 В, 18 В і 36 В і чим вище напруга, тим потужніший інструмент.

Тепер ці інструменти живляться від акумуляторів, які збираються з осередків з нижчою напругою (я думаю, на зразок 3,7 вольт для літій-іонних осередків), і осередки підключаються послідовно до досягнення цільової напруги.

Натомість вони могли паралельно з'єднувати комірки. Вони мали б однакову напругу, але більший струм, і це знову дало б більшу потужність.

Чому вони вибирають більш високу напругу над тією ж напругою та більший струм, щоб отримати більшу потужність в електричних інструментах?

power batteries

— гострий зуб
джерело

5

Проголосували за повторне відкриття. @Kortuk, ви могли б не закрити це, якби інструменти Bosch не були згадані. Добре питання для EE IMO: чому комірки послідовно, а не паралельно.

— stevenvh

5

@Kortuk: Програма для побутової електроніки є лише прикладом. Я не можу зрозуміти, чому це не чисте питання електротехніки.

— гострий зуб

7

Чи не повинен процес «чекати, коли закриється достатньо закритих голосів», а не «чекати достатнього повторного голосування» після того, як примусити його закрити?

— ендоліт

4

@Kortuk щось закриває - це не голосування. Голосування означатиме ваше особисту думку та подання (1) закриття голосування самостійно. Сказати, що те, що ви робите, є "не постійним", пропускає суть - існує величезний "потенційний бар'єр" між тим, що є відкритим, поки достатньо людей не вирішить його закрити. .

— Кріс Страттон

1

Формулювання зовсім інше, але це ефективно, чому ви використовуєте батареї серії паралельно. Я спробую знайти посилання пізніше, щоб поділитися. Будь ласка, не соромтеся зв’язатися зі мною у чаті, якщо ви хочете детальніше обговорити це.

— Кортук

11

Метт уже пояснив, що використовуючи більш високу напругу, ви будете мати менший струм для тієї ж номінальної потужності . Це означає тонші та менш важкі дроти , що означає економію (мідь дорога). Можливо, вам доведеться звернути увагу на кращу ізоляцію , але це не переважає згаданої переваги.

Також набагато простіше розміщувати комірки послідовно, ніж паралельно . При паралельному розміщенні напруги повинні бути точно рівними, інакше у вас будуть великі струми, що працюють від однієї комірки до іншої, спричиняючи великі втрати потужності та скорочуючи термін експлуатації комірки .

— stevenvh
джерело

+1 Ще одна причина, я думаю, - це легкість побудови перетворювачів з більш високої напруги.

— kenny

1

@kenny - порівняно з перетворювачами на підвищення рівня долара, так. Порівняно з прискорюючими перетворювачами, ні. Останні не складніші за перетворювачі доларів. І я думаю, що це старше, ніж комутатори.

— stevenvh

2

У стандартних перетворювачів посилення є одна проблема, яка не спрацьовує, збільшується, і SEPIC не роблять: вони передають струм навантаження, коли перетворювач не перемикається, запобігаючи простій функції відключення. В інших новинах, все сміливі слова роблять його трохи складніше для читання . ; p

— Майк Десимоне

@Mike - я завжди використовую сміливі слова, щоб виділити ключові слова, і у мене жодних скарг не було. Можливо, я тут трохи переборщив. Але тоді, так, життя може бути важким! :-)

— stevenvh

@stevenvh Я не сумніваюся у вашій відповіді, тому що я знаю зі свого досвіду це правда. Однак я не можу зрозуміти, як це продемонструвати математично. Чи можете ви навести приклад?

— MGZero

6

TLDR: Для більших об / хв потрібна більша напруга.

Я не згоден з аргументом ефективності міді (вище / нижче)

Єдина причина - назад ЕРС двигунів при великих оборотах в хвилину. Незважаючи на те, скільки струму можуть живити акумулятори, їх струм може призвести до обертового моменту, але не до швидкості. На максимальній швидкості теоретичний двигун без втрат має задній коефіцієнт випромінювання, рівний напрузі живлення і споживає струм, що наближається до нуля, маючи нульовий крутний момент.

Інструменти вищої потужності, можливо, мають більші оберти, показники швидкості обертання, і їм потрібна більша напруга.

Мені подобається ця відповідь. Якщо ви думаєте про мідь, то менший струм = менша магнітна сила, ви компенсуєте це з більшою кількістю оборотів. Я думаю, що загальна маса міді залишається приблизно однаковою. Навіть RPM можна вирішити через передачу, я думаю, що більшість інструментів знижуються.

— russ_hensel

1

Я перевірив на веб-сайті Bosch Professional Tools - RPM не сильно відрізняється для різних ліній продуктів. Причина в тому, що дуже високі обороти в хвилині марні - приводів гвинтів просто неможливо при дуже високих оборотах, а свердління виробляє багато тепла, що пошкоджує як матеріал, так і свердло.

— shartooth

5

Точно з тієї ж причини енергетичні компанії передають електроенергію по всій країні на сотні сотень тисяч вольт, а не просто роблять це на 110/230 В.

Більш висока напруга означає менший струм для тієї ж кількості потужності.

Низький струм означає менші компоненти та тонші дроти, що робить його дешевшим та ефективнішим.

Наприклад, візьміть мотор постійного струму.

Щоб двигун напругою 12 В розвинув таку ж потужність, що і 24-ти моторний, він повинен був би вдвічі більше струму. Це означало б, що обмотки в моторі повинні були складатися з більш товстого дроту. Це збільшило б і розмір, і вартість.

Електроенергетичні компанії передають електроенергію при високій напрузі, тому струм низький, щоб вони могли використовувати кабелі невеликого діаметру. Це все той же принцип.

— Маєнко
джерело

3

Чим вище напруга, тим менший струм, однакова потужність. Коли ви висмоктуєте багато струму з акумулятора, ви створите погано змінену зону всередині. Це призводить до зниження продуктивності.

— Маріо Вернарі
джерело

Я не бачу, чому це проблема. Зараз у мене багато клітин, паралельно, тому, хоча я більше стікаю з упаковки, я все-таки стікаю те саме з кожної клітини.

— гострий зуб

@sharptooth - розміщення осередків паралельно не є гарною ідеєю, дивіться мою відповідь

— stevenvh